package com.c2b.algorithm.leetcode.base.sliding_window;

import java.util.Deque;
import java.util.LinkedList;

/**
 * <a href="https://leetcode.cn/problems/sliding-window-maximum/description/">滑动窗口最大值(Sliding Window Maximum)</a>
 * <p>给你一个整数数组 nums，有一个大小为 k 的滑动窗口从数组的最左侧移动到数组的最右侧。你只可以看到在滑动窗口内的 k 个数字。滑动窗口每次只向右移动一位。</p>
 * <p>返回 滑动窗口中的最大值 。</p>
 * <p>
 * <b>示例：</b>
 * <pre>
 * 示例 1：
 *      输入：nums = [1,3,-1,-3,5,3,6,7], k = 3
 *      输出：[3,3,5,5,6,7]
 *      解释：
 *          滑动窗口的位置                最大值
 *          ---------------               -----
 *          [1  3  -1] -3  5  3  6  7       3
 *           1 [3  -1  -3] 5  3  6  7       3
 *           1  3 [-1  -3  5] 3  6  7       5
 *           1  3  -1 [-3  5  3] 6  7       5
 *           1  3  -1  -3 [5  3  6] 7       6
 *           1  3  -1  -3  5 [3  6  7]      7
 *
 * 示例 2：
 *      输入：nums = [1], k = 1
 *      输出：[1]
 * </pre>
 * </p>
 *
 * <p>
 * <b>提示：</b>
 *     <ul>
 *         <li>1 <= nums.length <= 10^5</li>
 *         <li>-10^4 <= nums[i] <= 10^4</li>
 *         <li>1 <= k <= nums.length</li>
 *     </ul>
 * </p>
 *
 * @author c2b
 * @since 2023/10/25 18:04
 */
public class LC0239SlidingWindowMaximum_H {
    static class Solution {
        /**
         * <pre>
         * 1.初始化： 双端队列 deque，结果列表 res，数组长度 n；
         * 2.滑动窗口： 左边界范围 i∈[1−k,n−k]，右边界范围 j∈[0,n−1]；
         *      a.若 i>0且 队首元素 deque[0]= 被删除元素 nums[i−1] ：则队首元素出队；
         *      b.删除 deque内所有 <nums[j]的元素，以保持 deque递减；
         *      c.将 nums[j]添加至 deque尾部；
         *      d.若已形成窗口（即 i≥0）：将窗口最大值（即队首元素 deque[0]）添加至列表 res；
         * 3.返回值： 返回结果列表 res；
         * </pre>
         */
        public int[] maxSlidingWindow(int[] nums, int k) {
            int n = nums.length;
            if (n == 0 || k == 0) {
                return new int[0];
            }
            /*
            deque 内仅包含窗口内的元素 ⇒每轮窗口滑动移除了元素nums[i−1] ，需将 deque内的对应元素一起删除。
            deque 内的元素 非严格递减 ⇒每轮窗口滑动添加了元素 nums[j+1]，需将 deque内所有 <nums[j+1]的元素删除。
             */
            Deque<Integer> deque = new LinkedList<>();
            // 未形成窗口
            for (int i = 0; i < k; i++) {
                while (!deque.isEmpty() && deque.peekLast() < nums[i]) {
                    deque.pollLast();
                }
                deque.addLast(nums[i]);
            }
            int[] ans = new int[n - k + 1];
            ans[0] = deque.peekFirst();
            // 形成窗口后
            for (int i = k; i < n; i++) {
                // 移除窗口内的第一个元素
                if (deque.peekFirst() == nums[i - k]) {
                    deque.removeFirst();
                }
                // 将当前元素添加到窗口的尾部
                while (!deque.isEmpty() && deque.peekLast() < nums[i]) {
                    deque.removeLast();
                }
                deque.addLast(nums[i]);
                // 得到窗口内的最大值，计入结果中
                ans[i - k + 1] = deque.peekFirst();
            }
            return ans;
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        Solution solution = new Solution();
        for (int anInt : solution.maxSlidingWindow(new int[]{1, 3, -1, -3, 5, 3, 6, 7}, 3)) {
            System.out.println(anInt);
        }

        int[] ints = solution.maxSlidingWindow(new int[]{1}, 1);
        for (int anInt : ints) {
            System.out.println(anInt);
        }
    }
}
